Проектно-исследовательская деятельность на уроках физики и во внеурочное время

Проектно-исследовательская деятельность
на уроках физики и во внеурочное время
Фролова Г.М., учитель физики МКОУ «Масловская СОШ»
Новоусманский район Воронежская область
В нашей школе нет выбора – учить одарённых учеников или всех, кто пришёл учиться. Среди мальчишек и девчонок очень много способных. Одарённые тоже есть, но только в определённом направлении – рисование, музыка, спорт. Моя главная задача – научить учиться всех, но при этом развивать мышление тех, кто заинтересован изучением физики. Одним из направлений развития мышления учащихся и выявление наиболее способных является проектно-исследовательская деятельность.
Проектно-исследовательская деятельность - деятельность по проектированию собственного исследования, предполагающая выделение целей и задач, выделение принципов отбора методик, планирование хода исследования, определение ожидаемых результатов, оценки реализуемости исследования, определение необходимых ресурсов.
Все исследования в сфере образования являются учебными. Это означает, что его главной целью является развитие личности, а не получение объективно нового результата, как в «большой» науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности:
- в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности;
- развитии способности к исследовательскому типу мышления;
- активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний (т.е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося).
За повседневной суетой часто трудно разглядеть личность ученика. Но учитель должен способствовать росту и развитию этой личности. Для успешного протекания данного процесса нужно ориентировать учеников на усвоение знаний, развитие познавательных и творческих способностей.
В самом начале изучения физики в 7 классе работаю над развитием у учеников исследовательских навыков. Очень ценны для глубокого понимания законов физики лабораторные работы исследовательского характера. Ни одна фронтальная работа по физике для общеобразовательных классов не является исследовательской. Главная цель фронтальных работ – подтверждение ранее изученного материала. Для более глубокого понимания той или иной темы необходимо проводить исследовательские фронтальные работы, выявляя зависимость исследуемой величины от факторов, влияющих в той или иной мере на её значение. Зависимость лучше отражать графически, т.к. учащиеся в данной ситуации вынуждены применять межпредметные связи.
При изучении темы «Механическое движение» семиклассникам предлагается рассчитать скорость собственного движения, используя пройденный путь от дома до школы. Ученики считали количество шагов, рассчитывали среднюю длину шага; используя часы, определяли время движения. Применяя знания математические, формулу расчёта средней скорости – получили интересные результаты. Например, скорость движения мальчиков оказалась больше скорости движения девочек; скорость движения из школы меньше скорости движения в школу.
В процессе выполнения лабораторной работы «Определение плотности вещества» предлагаю рассчитать плотность масел: растительных (подсолнечного и оливкового) и машинного. Полученные результаты сравниваются, делаются соответствующие выводы. Определение плотности твёрдого тела неправильной формы выполняется по описанию в учебнике. А вот для определения плотности тела правильной геометрической формы (куба, цилиндра, параллелепипеда) нужны знания математические. Определять объём куба и параллелепипеда семиклассники умеют, а формула объёма цилиндра им ещё не знакома. Объясняю, что принцип определения объёма тот же: площадь основания цилиндра умножить на его высоту. Основанием цилиндра является круг, поэтому записываю формулу площади круга на доске. Чтобы интерес к работе не пропал – приношу золотую и серебряную медали «За особые успехи в учении», полученные выпускниками нашей школы. Все полученные результаты сравниваются с табличными данными. В результате развиваются навыки измерения и расчёта, расширяется кругозор, появляется интерес к учению.
Правильные результаты, полученные самостоятельно, побуждают учеников овладевать методами познания – теоретическими и экспериментальными. Появляется познавательный интерес к физическим экспериментам.
Интересны учащимся работы, не предусмотренные программой. Например, «Определение скорости остывания жидкости» (8 кл.), «Наблюдение электризации тел» (8 кл.), «Определение коэффициента жёсткости пружины» (7 кл.), «Определение атмосферного давления» (7 кл.), «Определение влажности воздуха в классе и на территории школы» (8 кл.), «Расчёт КПД резистора» (8 кл.) и т.д.
При выполнении работы «Определение скорости остывания жидкости» с обязательным построением графика наблюдаемого процесса предлагается использовать:
- различные жидкости одинаковой массы при одинаковой температуре;
- воду, имеющую разную начальную температуру, но одинаковой массы;
- воду, одинаковой массы и одинаковой температуры в сосудах из разных материалов (стекло, алюминий, пластмасс, керамика и др.).
Результаты работы позволяют сделать выводы о теплоёмкости жидкостей и сосудов.
Познавательный интерес – избирательная направленность личности, обращённая к области познания, к её предметной стороне и самому процессу овладения знаниями. Физический эксперимент обеспечивает осуществление принципов наглядности, осознанности, активности познавательной деятельности учащихся.
Последнее время большое внимание уделяется проектному обучению. Метод проектов позволяет формировать творческую личность, решать нетрадиционные задачи в нестандартных условиях. Метод проектов – педагогическая технология, позволяющая отойти от традиционного обучения. В результате его применения развивается целеустремлённость и самостоятельность учащихся в познании нового.
Одни работы можно выполнять на уроках или факультативах, другие требуют длительного времени, поэтому их целесообразно делать в домашних условиях.
Серьёзной проектно-исследовательской работой ученики начинают заниматься в 8-9 классе. Они выступают на уроках с небольшими сообщениями о результатах работы. Часто ученики анализируют и обобщают информацию об исследованиях учёных; устройствах, принципе действия и применении механизмов, оборудования.
У школьников формируется познавательная самостоятельность, навыки исследования, развиваются интеллектуальные способности.
Организация проектно-исследовательской деятельности ведётся по плану:
- мотивация работы;
- выбор направления и способов исследования;
- постановка задач исследования;
- проведение экспериментов, обработка результатов, изучение научной литературы;
- сравнение полученных результатов с теоретическими, т.е. сопоставление гипотез и результатов;
- оформление полученных результатов: реферат, доклад, презентация;
- представление результатов на уроке, заседании НОУ, научно-практической конференции.
Моими учениками разработаны несколько проектов, вот некоторые из них.
«По следам Герберта Уэллса». Цель исследования – изучение зависимости высоты прыжка над поверхностью воды различных тел от различных параметров. Автор – Фролова Алеся, 8 класс (3 место на районной политехнической олимпиаде).
«История фотографии». Цель исследования – предназначения разных типов объективов. Автор – Фролова Алеся, 10 класс (1 место на районном НОУ).
«Сотовая связь». Цель исследования – влияние сотовой связи на здоровье человека. Автор – Теров Костя, 7 класс (3 место на районном НОУ).
«Собаки-космонавты». Цель исследования – значение использования собак для полёта человека в космос. Автор – Теров Владислав, 8 класс (1 место в окружном и 2 место в районном конкурсе «Космос – человечеству»).
«Вклад г. Воронеж в развитие космонавтики». Цель исследования – совместное развитие космических технологий Воронежской области и Роскосмоса. Автор – Теров Владислав, 8 класс (участник областного конкурса «Шаг во Вселенную», 1 место на районном этапе).
«Из Воронежа – в космос». Цель исследования – история жизни космонавтов земли Воронежской. Автор – Сонин Алексей, 8 класс (участник областного конкурса «Шаг во Вселенную», 1 место на районном этапе).
«Книга или компьютер». Цель исследования – выявить процент учащихся, предпочитающих книгу компьютеру. Автор – Горяйнова Маргарита, 7 класс (участница всероссийского конкурса «Ученик года»).
Проект «Энергию солнца – школе». Цель проекта – установить возможность применения существующих методов использования солнечной энергии для освещения и обогрева школы. Автор – Горяйнова Маргарита, 7 класс (финалистка регионального конкурса «Наша энергия», лауреат III степени всероссийского конкурса «Созидание и творчество»)
Пример проекта, посвящённого 50-летию полёта Ю.А.Гагарина в космос.
Проектно-исследовательская работа: «Пионеры Вселенной».
Авторы проекта: Сонин Алексей (8 кл.), Кульнев Никита (10 кл.).
Вид проекта: исследовательский, творческий.
Цель проекта: подготовить материал по истории освоения околоземного и космического пространства.
Содержание проекта: найдена информация о Николае Кибальчиче, Константине Циолковском, Фридрихе Цандере, Мстиславе Келдыше, Сергее Королёве, Юрии Гагарине – их личной жизни, научных работах, участии в освоении космического пространства. Подробная информация о жизни данных личностей выделена в отдельные проекты. Много информации найдено в интернете. Составлена хронология исследования. Написан реферат и сделана презентация.
Реализация проекта: проведено внеклассное мероприятие для учащихся 7–11классов «Они были первыми».
Основным мотивом разработки проекта является его практическая реализация. Итогом проектно-исследовательской деятельности может быть проведение внеклассного мероприятия, выступление с докладом на школьных тематических конференциях, НОУ разного уровня, участие проекта в конкурсе. Данная деятельность формирует мировоззрение ученика, позволяет получить социальный опыт. Развиваются познавательные интересы учащихся, для возбуждения которых у учащихся необходима познавательная мотивация на этапе «оценка-ориентация» в процессе адаптации при выполнении фронтальных лабораторных работ. Познавательные мотивы для их качественного выполнения можно создать с помощью ряда приёмов, среди которых особо нужно выделить создание проблемной ситуации – системы методов и средств, обеспечивающих возможности творческого участия в процессе творческого мышления и познавательных интересов ученика.
Мотивацию составляют побуждения, вызывающие активность организма и определяющие её направленность; осознаваемые и неосознаваемые психические факторы, побуждающие ученика к совершению определённых действий и определяющие их направленность и цели. Зависимость между мотивацией и достижением успехов в деятельности не носит линейного характера, что особенно ярко проявляется в связи мотивации достижения успехов и качества работы. Такое качество является наилучшим при среднем уровне мотивации и, как правило, ухудшается при слишком низком или слишком высоком.
Мотивационные явления, неоднократно повторяясь, со временем становятся чертами личности ученика. К таким чертам прежде всего можно отнести мотив достижения успехов и мотив избегания неудачи.

Оценка Ориентация

Мотив избегания неудач
Мотив достижения успеха
Мотивы

Проблемные ситуации

Мотивационные явления, неоднократно повторяясь, со временем становятся чертами личности ученика. К таким чертам прежде всего можно отнести мотив достижения успехов и мотив избегания неудачи.
Мотив достижения успеха – стремление ученика добиваться успехов в различных видах деятельности и общения.
Мотив избегания неудачи – относительно устойчивое стремление ученика избегать неудач в процессе обучения, связанное с оценкой другими учащимися или учителем результатов его деятельности и общения.
Мотив достижения успеха присущ ученикам средним и сильным. Сильные ученики стремятся получить хорошие знания и хорошую оценку одновременно. При выполнении исследовательских работ они активны, а измерения проводят самостоятельно. Слабые – не хотят выглядеть хуже в глазах одноклассников, и поэтому пытаются вникнуть в задание и решить его, прибегая к помощи сильных учеников. Но чаще бывает так: слабые учащиеся обычно просто слушают, порой не вникая в суть происходящего, им абсолютно всё равно – какое ускорение приобретёт шарик при движении по наклонной плоскости, какие изменения произойдут, если изменить угол наклона плоскости.. Минимум их действий – списать лабораторную работу.
Мотив избегания неудачи для слабых учащихся является своеобразным трамплином, ведущим к полёту вверх, а не кувырку вниз.
В процессе выполнения лабораторных работ выводы делают сильные ученики под руководством учителя или самостоятельно, средние пытаются от них не отстать. Нередки случаи проявления правильных и качественных действий средними учениками, в результате которых они получали одобрения сильных учеников, что бывает более действенным и приятным, чем похвала учителя. Если на уроках физики ученик достигает некоторых успехов, то и на других уроках он начинает работать. Или наоборот, если на других уроках ученик себя проявляет на достаточно хорошем уровне, то и на уроках физики он будет активен. Средний ученик к концу обучения в школе часто выходит на более высокий уровень.
Побудить мотивы можно в процессе проблемного обучения – системы методов и средств, обеспечивающих возможности творческого участия учащихся в процессе творческого мышления и познавательных интересов ученика. Проблемная ситуация имеет логическую форму познавательной задачи, содержащей некоторое противоречие в условиях (избыточные, недостающие, альтернативные, частично неверные данные и т. д.) и завершающейся вопросом, объективизирующим это противоречие. Обнаружение противоречия в учебной проблеме приводит к переживанию обучающимся состояния интеллектуального затруднения, вызывает проблемную ситуацию. Проблема – это ситуация, при которой ранее усвоенных знаний оказывается недостаточно и возникает субъективная потребность в новых знаниях. Проблемная ситуация на основе анализа преобразуется в проблемную задачу.
В настоящее время юные исследователи изучают историю Воронежской области. В результате ученики обнаружили, что наш регион имеет прямое отношение к освоению космического пространства, к сборке самолётов, используемых во всём мире и т.д. В любом исследовании просматривается связь с физикой. Это и является явным мотивом для исследовательской и проектно-исследовательской деятельности моих учеников.
Итогом работы можно считать возникшую необходимость создания НОУ конкретно по физике в новом учебном году (при наличии в школе НОУ «Кристалл»), т.к. из 85 обучающихся в 7-11 классах проявили желание получать более глубокие знания по предмету, показав соответствующие способности 27 (32%) учащихся.